基礎(chǔ)生物化學(xué)-食品伙伴網(wǎng)（原食品伴侶網(wǎng)）關(guān)注食品安全探討

1、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物化學(xué)教研室1.生物化學(xué)導(dǎo)論生物化學(xué)導(dǎo)論 2.蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)與功能3.核酸的結(jié)構(gòu)與功能核酸的結(jié)構(gòu)與功能4.酶酶 5.生物氧化生物氧化6.糖代謝糖代謝 7.脂類物質(zhì)代謝脂類物質(zhì)代謝 8.蛋白質(zhì)的降解與氨基酸蛋白質(zhì)的降解與氨基酸代謝代謝 9.核酸的降解與核苷酸代謝核酸的降解與核苷酸代謝 10.DNA的生物的生物合成合成 11.RNA的生物合成的生物合成12.蛋白質(zhì)的生物合成蛋白質(zhì)的生物合成13.基因表達(dá)的調(diào)節(jié)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)14.基因重組與基因工程基因重組與基因工程15.代謝調(diào)節(jié)代謝調(diào)節(jié)使用教材使用教材生物化學(xué)生物化學(xué) 李慶章李慶章 吳永堯主編吳永堯主編 中國農(nóng)業(yè)出版社

2、中國農(nóng)業(yè)出版社 高等農(nóng)林院校十五規(guī)劃教材高等農(nóng)林院校十五規(guī)劃教材動(dòng)物生物化學(xué)動(dòng)物生物化學(xué) 周順伍等主編周順伍等主編 中國農(nóng)業(yè)出版社中國農(nóng)業(yè)出版社v生物化學(xué)（第五版）周愛儒生物化學(xué)（第五版）周愛儒 主編主編 人民衛(wèi)生出版社人民衛(wèi)生出版社v哈珀生物化學(xué)（第哈珀生物化學(xué)（第25版）版） 科學(xué)出版社科學(xué)出版社v生物化學(xué)（影印第二版）生物化學(xué)（影印第二版） RH.Garrett等編等編 高等教育出版高等教育出版社社v生物化學(xué)導(dǎo)論（第二版）生物化學(xué)導(dǎo)論（第二版） 科學(xué)出版社科學(xué)出版社v現(xiàn)代生物化學(xué)現(xiàn)代生物化學(xué) 于自然等主編于自然等主編 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社v生物化學(xué)（第三版）王靜巖主編生物化學(xué)（第

3、三版）王靜巖主編 高等教育出版社高等教育出版社教學(xué)參考資料：教學(xué)參考資料：v生物化學(xué)應(yīng)試指南生物化學(xué)應(yīng)試指南 周愛儒周愛儒 主編主編 北京醫(yī)科大學(xué)出版社北京醫(yī)科大學(xué)出版社v生物化學(xué)習(xí)題集生物化學(xué)習(xí)題集 吉林大學(xué)出版社吉林大學(xué)出版社v生物化學(xué)習(xí)題解析生物化學(xué)習(xí)題解析 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 一、生物化學(xué)的涵義1、生物化學(xué)的概念：傳統(tǒng)定義：生物化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的現(xiàn)代理論和技術(shù)，研究生物體的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)、物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)變，以這些變化與生理技能之間關(guān)系的一門科學(xué)。即在分子水平上研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)?，F(xiàn)代定義：是在分子水平上研究生物體的化學(xué)本質(zhì)及生命活動(dòng)過程中化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)。

4、2、生物化學(xué)的研究任務(wù)（1 1）研究生物體內(nèi)）研究生物體內(nèi)物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能。功能。高等生物體主要由高等生物體主要由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及水、無機(jī)鹽水、無機(jī)鹽等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)，等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)，如維生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分如維生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解產(chǎn)物。解產(chǎn)物。研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，代表了現(xiàn)研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，代表了現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)發(fā)展的方向。代生物化學(xué)與分子生物學(xué)發(fā)展的方向。（2）研究生物體內(nèi)）研究生物體內(nèi)物質(zhì)代

5、謝（新陳代謝）、能量轉(zhuǎn)物質(zhì)代謝（新陳代謝）、能量轉(zhuǎn)變及其調(diào)控機(jī)理變及其調(diào)控機(jī)理 l生物體與其外環(huán)境之間的物質(zhì)交換過程就稱為物生物體與其外環(huán)境之間的物質(zhì)交換過程就稱為物質(zhì)代謝或新陳代謝。質(zhì)代謝或新陳代謝。 l物質(zhì)代謝的基本過程主要包括三大步驟：物質(zhì)代謝的基本過程主要包括三大步驟：消化、消化、吸收吸收中間代謝中間代謝排泄排泄。其中，中間代謝過程是在。其中，中間代謝過程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過程，它包括細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量代謝幾方面的內(nèi)容。代謝幾方面的內(nèi)容。（3 3）研究物質(zhì)

6、結(jié)構(gòu)、代謝和生物功能與復(fù)雜的生）研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、代謝和生物功能與復(fù)雜的生命現(xiàn)象之間的關(guān)系命現(xiàn)象之間的關(guān)系（4 4）研究生物體遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，基因信息傳遞、）研究生物體遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，基因信息傳遞、表達(dá)及其調(diào)控規(guī)律表達(dá)及其調(diào)控規(guī)律l基因信息傳遞涉及到遺傳、變異、生長(zhǎng)、分化等諸多生命過程，也與遺傳病、惡性腫瘤、心血管病等多種疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。 DNA重組、轉(zhuǎn)基因、基因剔除、新基因克隆、人類基因組計(jì)劃及功能基因組計(jì)劃等的發(fā)展，將大大推動(dòng)這一領(lǐng)域的研究進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩和人類基因組存和人類基因組存在關(guān)鍵性差異在關(guān)鍵性差異 3、生物化學(xué)的分類 生物體：動(dòng)物、植物、微生物等按研究對(duì)象分：動(dòng)

7、物 、植物 、微生物 。按研究目的分：醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品等。二、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1 1、生物化學(xué)產(chǎn)生前時(shí)期、生物化學(xué)產(chǎn)生前時(shí)期最早可追溯到離現(xiàn)在最早可追溯到離現(xiàn)在40004000多年前。多年前。公元前公元前2222世紀(jì)世紀(jì) 夏禹時(shí)代夏禹時(shí)代 釀酒釀酒公元前公元前1212世紀(jì)世紀(jì) 商周時(shí)代商周時(shí)代 制醬、制醋制醬、制醋公元前公元前6 6世紀(jì)世紀(jì) 癭?。ǖ胤叫约谞钕倌[）癭?。ǖ胤叫约谞钕倌[）公元四世紀(jì)公元四世紀(jì) 葛洪葛洪 海藻治療癭病海藻治療癭病唐代孫思邈唐代孫思邈 米糠熬粥治療腳氣病米糠熬粥治療腳氣病 豬肝治療雀目豬肝治療雀目明代李時(shí)珍明代李時(shí)珍 本草綱目本草綱目2 2、描述的或有機(jī)生物化學(xué)

8、發(fā)展時(shí)期、描述的或有機(jī)生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（1770177019031903，靜態(tài)生物化學(xué)），靜態(tài)生物化學(xué)）l大約從十八世紀(jì)中葉大約從十八世紀(jì)中葉到到二十世紀(jì)初，主要完成二十世紀(jì)初，主要完成了各種生物體化學(xué)組成的分析研究，發(fā)現(xiàn)了生物了各種生物體化學(xué)組成的分析研究，發(fā)現(xiàn)了生物體主要由體主要由糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸四大類有機(jī)物質(zhì)四大類有機(jī)物質(zhì)組成組成 。l主要成就主要成就1828年年 魏勒在實(shí)驗(yàn)室將氰酸鈉合成為尿素魏勒在實(shí)驗(yàn)室將氰酸鈉合成為尿素1842年年 李比希首次提出新陳代謝的概念李比希首次提出新陳代謝的概念1849年年 巴斯德開始發(fā)酵的研究巴斯德開始發(fā)酵的研究1877年年 霍佩

9、霍佩.賽勒首次提出賽勒首次提出“Biochemie”1897年年 布克納兄弟布克納兄弟 蔗糖酵母發(fā)酵實(shí)驗(yàn)蔗糖酵母發(fā)酵實(shí)驗(yàn)3 3、動(dòng)態(tài)的或生理生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期、動(dòng)態(tài)的或生理生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（1903190319501950，動(dòng)態(tài)生物化學(xué)），動(dòng)態(tài)生物化學(xué)）l大約從二十世紀(jì)初到二十世紀(jì)五十年代。此階段對(duì)各種化學(xué)大約從二十世紀(jì)初到二十世紀(jì)五十年代。此階段對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑有了一定的了解。物質(zhì)的代謝途徑有了一定的了解。物質(zhì)代謝途徑及動(dòng)態(tài)平衡、物質(zhì)代謝途徑及動(dòng)態(tài)平衡、能量轉(zhuǎn)化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白能量轉(zhuǎn)化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白質(zhì)合成、核酸的遺傳功能、酶

10、、維生素、激素、抗生素等的代質(zhì)合成、核酸的遺傳功能、酶、維生素、激素、抗生素等的代謝。謝。l其中主要的有：其中主要的有： 1905 1905年年 哈登和楊發(fā)現(xiàn)酶和輔酶；哈登和楊發(fā)現(xiàn)酶和輔酶；19261926年年 sumnersumner首次從刀豆中獲得脲酶結(jié)晶；首次從刀豆中獲得脲酶結(jié)晶；19551955年年 SangerSanger完成牛完成牛胰島素氨基酸組成分析；胰島素氨基酸組成分析；19321932年，英國科學(xué)家年，英國科學(xué)家Krebs Krebs 發(fā)現(xiàn)尿發(fā)現(xiàn)尿素合成的鳥氨酸循環(huán)；素合成的鳥氨酸循環(huán)；19371937年，年，KrebsKrebs提出了各種化學(xué)物質(zhì)提出了各種化學(xué)物質(zhì)的中心環(huán)節(jié)

11、的中心環(huán)節(jié)三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑；三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑； 1940 1940年，德國年，德國科學(xué)家科學(xué)家EmbdenEmbden和和MeyerhofMeyerhof提出了糖酵解代謝途徑，等等。提出了糖酵解代謝途徑，等等。4 4、分子的或綜合生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期、分子的或綜合生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（19501950至今，機(jī)能生物化學(xué)）至今，機(jī)能生物化學(xué)）l孟德爾孟德爾 豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出生物遺傳的不是其形狀本身，豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出生物遺傳的不是其形狀本身，而是它的遺傳因子。而是它的遺傳因子。l18681868年年 MiescherMiescher 發(fā)現(xiàn)核蛋白發(fā)現(xiàn)核蛋白l19281928年年 格里非思格里

12、非思 肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)l19441944年年 AveryAvery等人首次證明等人首次證明DNADNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)l19501950年年 ChargaffChargaff證明證明A=T G=CA=T G=Cl19531953年，年，WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為標(biāo)志，生物化學(xué)的發(fā)展進(jìn)入分子生物學(xué)階段。為標(biāo)志，生物化學(xué)的發(fā)展進(jìn)入分子生物學(xué)階段。l19661966年年 遺傳密碼破譯遺傳密碼破譯 l1958 19711958 1971年年 遺傳中心法則（遺傳中心法則（Crick)Crick)l196019

13、60年年 JacobJacob和和MonodMonod創(chuàng)立操縱子學(xué)說創(chuàng)立操縱子學(xué)說l19821982年年 CechCech發(fā)現(xiàn)核酶發(fā)現(xiàn)核酶l19821982年年P(guān)almiterPalmiter 轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)l19901990年年 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃l19971997年年WilmutWilmut 克隆技術(shù)克隆技術(shù)l這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。如結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。如生命的本質(zhì)和奧秘：運(yùn)生命的本質(zhì)和奧秘：運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等的分子機(jī)理動(dòng)、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等的

14、分子機(jī)理等。等。染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)19531953年，沃森年，沃森克里克（克里克（WatsonCrickWatsonCrick）確定確定DNADNA雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)，獲結(jié)構(gòu)，獲19621962年諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾生理、醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。19551955年，英國生物化學(xué)家桑格爾（年，英國生物化學(xué)家桑格爾（SangerSanger）確定牛胰島素結(jié)確定牛胰島素結(jié)構(gòu)，獲構(gòu)，獲19581958年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。19801980年，桑格爾和吉爾伯特（年，桑格爾和吉爾伯特（GilbetGilbet）設(shè)計(jì)出測(cè)定設(shè)計(jì)出測(cè)定DNADNA序列序列得方法，獲得方法，獲19801980年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝

15、爾化學(xué)獎(jiǎng)。19841984年，化學(xué)獎(jiǎng)，年，化學(xué)獎(jiǎng)，Bruce MerrifieldBruce Merrifield（美國），建立和發(fā)展蛋美國），建立和發(fā)展蛋白質(zhì)化學(xué)合成方法。白質(zhì)化學(xué)合成方法。19931993年年 1 1、RechardRechard J.Roberts( J.Roberts(美美) )等，發(fā)現(xiàn)斷裂記因等，發(fā)現(xiàn)斷裂記因 化學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng) 2 2KargKarg B. B. MallisMallis( (美美) )發(fā)明發(fā)明PCRPCR方法。方法。 3 3MichaetMichaet Smith( Smith(加拿大加拿大) )建立建立DNADNA合成用與定點(diǎn)誘合成用與定點(diǎn)誘變研究變研

16、究19941994年年 Alfred G. Alfred G. GiillmanGiillman（美）等，發(fā)現(xiàn)美）等，發(fā)現(xiàn)GG蛋白及基因在蛋白及基因在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用。19971997年年1 1 stanleystanley B.prusinerB.prusiner( (美美) )發(fā)現(xiàn)一中新型的致病因子感染性發(fā)現(xiàn)一中新型的致病因子感染性蛋白顆粒蛋白顆?！皃rionprion”（瘋牛?。┋偱２。?生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 2 2 paulpaul D.Boyer D.Boyer（美）等，說明美）等，說明ATPATP酶促合成機(jī)制酶促合成機(jī)制 化學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)3 3 Jens c.

17、 Jens c. skonskon( (丹麥丹麥) )發(fā)現(xiàn)輸送離子的發(fā)現(xiàn)輸送離子的NaNa+ +KK+_+_ATPATP酶。酶。19961996年年P(guān)etrPetr c. Doherty c. Doherty（美）等，發(fā)現(xiàn)美）等，發(fā)現(xiàn)T T細(xì)胞對(duì)病毒感染細(xì)細(xì)胞對(duì)病毒感染細(xì)胞的識(shí)別和胞的識(shí)別和MHC(MHC(主要組織相容性復(fù)合體主要組織相容性復(fù)合體) )限制。限制。 生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)19981998年年ROLertROLert F.furchgottF.furchgott（美國）等，發(fā)現(xiàn)美國）等，發(fā)現(xiàn)NONO是心血管系統(tǒng)的信是心血管系統(tǒng)的信號(hào)分子號(hào)分子 生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)我國生物化學(xué)的發(fā)展

18、概況 起步晚，基礎(chǔ)弱，潛力大，需努力1、吳憲 血濾液制備、蛋白質(zhì)變性。食物營養(yǎng)與免疫化學(xué)2、1965年 首次人工合成結(jié)晶牛胰島素3、1981年 合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成4、天花粉蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定5、生物膜與水通道的研究6、人類基因組、水稻基因組等的研究三、生物化學(xué)的應(yīng)用與展望1、 生物化學(xué)是二十一世紀(jì)生命科學(xué)的帶頭學(xué)科。生物化學(xué)是二十一世紀(jì)生命科學(xué)的帶頭學(xué)科。學(xué)科熱點(diǎn)： 基因組學(xué) 蛋白質(zhì)組學(xué) 克?。ńM織、器官、個(gè)體）生物化學(xué)學(xué)科的新進(jìn)展與熱點(diǎn)問題1、基因組計(jì)劃研究的繼續(xù)與深入2、蛋白質(zhì)組研究（后基因組研究）3、RNA組計(jì)劃正在興起4、基因表達(dá)調(diào)控5、細(xì)胞信號(hào)傳遞6、與醫(yī)學(xué)密切相關(guān)的一些熱點(diǎn)問題7、端粒、端粒酶與細(xì)胞正常衰老、凋亡研究8、與藥物生產(chǎn)密切相關(guān)的基因工程研究9、體內(nèi)第三類生物大分子糖蛋白與蛋白聚糖10、分子生物學(xué)中心法則的理論研究及相關(guān)技術(shù)研究2、 生物化學(xué)與農(nóng)業(yè)生物化學(xué)與農(nóng)業(yè)原始農(nóng)業(yè)：采集與狩獵，游牧式傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)：原始的種植業(yè)，畜牧業(yè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)：化肥，農(nóng)藥；綠色革命（雜種優(yōu)勢(shì)），生物防治，分子育種，轉(zhuǎn)基因植物，動(dòng)物營養(yǎng)分子農(nóng)業(yè)（工廠化農(nóng)業(yè)）：離開土